首页 > 无线通信 > 技术文章 > 基于嵌入式网络模块的HTTP数据采集方案

基于嵌入式网络模块的HTTP数据采集方案

录入：edatop.com 点击：

本文提出了一种在单片机系统中实施基于ＨＴＴＰ协议的数据采集的方案，利用嵌入式网络模块实现串口到以太网数据的转换，使用采集板将数据封装成ＨＴＴＰ包．

该方案灵活方便，实现简单；采用分布式结构，采集效率高，可适用于大量数据的采集，而且可以方便扩展为基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的远程数据采集．

１　前言

随着工业以太网的发展，由于传输速度、传输可靠性及可扩展性等综合性能方面的优越性，越来越多的数据采集系统都是基于以太网接口，并且越来越多的仪器仪表设备也提供了以太网接口．但是很多企业都有早期投入的设备仪表，一般使用串口进行数据通信，因此需要一种简单、高效、易于扩充的集成方案，实现对原有设备仪表的数据采集，并且可以方便的集成到现有的以太网工业控制系统中．本文提出一种数据采集方案，除了满足前面要求外，由于其采用ＨＴＴＰ协议，可以方便扩展为基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的远程数据采集．ＨＴＴＰ协议可以利用嵌入式系统（ＷｉｎＣＥ、Ｌｉｎｕｘ等）基于其自带的ＴＣＰ／ＩＰ协议栈实现或者直接使用嵌入式Ｗｅｂ服务器［１～４］，在计算机系统中也可以利用高级语言直接使用Ｗｅｂ客户端使用ＨＴＴＰ协议或者利用Ｗｉｎｓｏｃｋ网络编程，实现基于ＨＴＴＰ的数据交互，但都会增加系统的开发成本，本文提出一种基于嵌入式网络模块在单片机系统中实现简单ＨＴＴＰ协议的方法，并基于此方法构建数据采集方案．

２　系统结构

ＨＴＴＰ协议是一种基于ＴＣＰ实现的应用层协议，它是因特网可靠的交换数据的重要基础．如果要实现ＨＴＴＰ协议　，必须以ＴＣＰ／ＩＰ协议栈为基础，利用嵌入式网络模块即可方便的实现ＴＣＰ／ＩＰ协议栈的功能．图１为一个利用嵌入式网络模块实现的基于ＨＴＴＰ协议的数据采集方案．

图１　系统结构

图１中，最关键部分是采集板和网络模块．当今仪器仪表最常用的通讯接口是４８５串行接口，采集板和仪表设备一般通过４８５总线连接，采集板利用单片机开发，实现下位机和设备仪表的通信，采用主从方式采集所需要的数据，再通过４８５总线发送给网络模块，网络模块收到采集板数据发出的串行数据，利用内嵌的ＴＣＰ／ＩＰ协议栈实现串行数据到以太网数据的转换，网络模块通过网线、交换机和采集服务器连接．采集板是实现ＨＴＴＰ应用层协议的地方，只要采集板发出的数据符合ＨＴＴＰ协议，经由网络模块转化后成为合法的ＨＴＴＰ请求，则Ｗｅｂ服务器可使用任何的服务器端动态网页技术（ＣＧＩ、ＡＳＰ、ＪＳＰ、ＰＨＰ、ＡＳＰ．Ｎｅｔ等）实现数据的处理和保存．

３　系统实现

３．１　采集板

采集板和仪表进行主从通讯采集数据以外，最主要的任务就是把采集的数据封装为ＨＴＴＰ协议的数据包，也就是要在单片机中实现简化的ＨＴＴＰ协议，能够完成基本的数据交互功能即可．在国际标准中，有两个ＨＴＴＰ协议的标准文档：ＲＦＣ１９４５和ＲＦＣ２６１６［５］．这两个文档分别描述了ＨＴＴＰ／１．０和ＨＴＴＰ／１．１的实现标准．这两个版本的ＨＴＴＰ协议最大区别在于前者不支持保持连接，规定每次的ＨＴＴＰ请求和响应后都要关闭ＴＣＰ连接，而后者支持持久连接，这意味着可以打开一次ＴＣＰ连接进行多次请求／响应，大大提高了性能．为了提高性能，本文中将实现基本的ＨＴＴＰ１．１协议．经过分析研究，找出了一种比较简单且有效的实现．下面通过　一个具体例子说明实现的ＨＴＴＰ协议包格式．

ＧＥＴ　／ｃｏｍ２ｈｔｔｐ／ｔｅｓｔ．ａｓｐｘ　ＨＴＴＰ／１．１ＣＲＬＦ

Ｈｏｓｔ：　１２７．０．０．１ＣＲＬＦ

Ｃｏｎｔｅｎｔ－Ｌｅｎｇｔｈ：　８６ＣＲＬＦ

Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ：　Ｋｅｅｐ－ＡｌｉｖｅＣＲＬＦ

ＣＲＬＦ

００００００Ｃ８４２００００Ｃ８４２００００Ｃ８４２００００Ｃ８４２００００Ｃ８４２００００Ｃ８４２００００Ｃ８４２００００Ｃ８４２００００Ｃ８４２００００Ｃ８４２５１ＡＤ

通过工具截获的数据以１６进制显示如下：

００００００００：４７　４５　５４　２０　２Ｆ　６３　６Ｆ　６Ｄ　３２　６８　７４　７４　７０　２Ｆ　７４　６５　ＧＥＴ　／ｃｏｍ２ｈｔｔｐ／ｔｅ

００００００１０：７３　７４　２Ｅ　６１　７３　７０　７８　２０　４８　５４　５４　５０　２Ｆ　３１　２Ｅ　３１　ｓｔ．ａｓｐｘ　ＨＴＴＰ／１．１

００００００２０：０Ｄ　０Ａ　４８　６Ｆ　７３　７４　３Ａ　２０　３１　３２　３７　２Ｅ　３０　２Ｅ　３０　２Ｅ　．．Ｈｏｓｔ：　１２７．０．０．

００００００３０：３１　０Ｄ　０Ａ　４３　６Ｆ　６Ｅ　７４　６５　６Ｅ　７４　２Ｄ　４Ｃ　６５　６Ｅ　６７　７４　１．．Ｃｏｎｔｅｎｔ－Ｌｅｎｇｔ

００００００４０：６８　３Ａ　２０　３８　３６　０Ｄ　０Ａ　４３　６Ｆ　６Ｅ　６Ｅ　６５　６３　７４　６９　６Ｆ　ｈ：　８６．．Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏ